26. Рухливість носіїв заряду та її зв’язок з питомою електропровідністю провідника(доповнить)

Рухливість носіїв заряду або мобільність носіїв заряду — кількісна характеристика носія заряду, яка визначає його вклад у провідність.

Позначається здебільшого літерою μ, вимірюється в системі CI у м²/B · c. На практиці, проте, частіше використовується одинця см²/B·c.

Носії заряду є вільними частками й рухаються у зовнішньому електричному полі. На заваді цьому рухові стають зіткнення із дефектами, зміщеними зі своїх положень атомами кристалічної ґратки тощо. В результаті такого руху носії заряду набувають певної середньої швидкості, яка пропорційна напруженості електричного поля. Ця швидкість називається дрейфовою швидкістю.

Коефіцієнт пропорційності між дрейфовою швидкістю й напруженістю електричного поля називається рухливістю:

,

де:   - дрейфова швидкість, μ - рухливість, E - напруженість електричного поля.

Рухливість є характеристикою носія заряду в даному середовищі. Наприклад, рухливість електронів у кремнії, чи рухливість дірок в асеніді галію.

27. Закон Ома

Закон Ома - емпіричний фізичний закон, що визначає зв'язок електрорушійної сили джерела або електричної напруги з силою струму і опором провідника, встановлений в 1826 році, і названий на честь його першовідкривача Георга Ома.

У своїй оригінальній формі він був записаний його автором у вигляді: : 

Тут X - свідчення гальванометра, тобто в сучасних позначеннях сила струму I, a - величина, що характеризує властивості джерела напруги, постійна в широких межах і не залежить від величини струму, тобто в сучасній термінології електрорушійна сила (ЕРС) \ varepsilon \! , l - величина, яка визначається довжиною з'єднують проводів, чому в сучасних уявленнях відповідає опір зовнішньої ланцюга R і, нарешті, b параметр, що характеризує властивості всієї установки, в якому зараз можна угледіти облік внутрішнього опору джерела струму r [1].

В такому випадку в сучасних термінах і відповідно до запропонованої автором записи формулювання Ома (1) висловлює

Закон Ома для повного кола:

 E - ЕРС джерела напруги,

I - Сила струму в ланцюзі,

R - Опір всіх зовнішніх елементів ланцюга,

r - Внутрішній опір джерела напруги.

Із закону Ома для повного кола випливають слідства:

При r << R сила струму в ланцюзі обернено пропорційна її опору. А сам джерело в ряді випадків може бути названий джерелом напруги

При r >> R сила струму від властивостей зовнішньої ланцюга (від величини навантаження) не залежить. І джерело може бути названий джерелом струму.

Часто [2] вираз

де U є напруга, або падіння напруги (або, що те ж, різниця потенціалів між початком і кінцем ділянки провідника), теж називають «Законом Ома».

Таким чином, електрорушійна сила в замкнутому ланцюзі, по якій тече струм відповідно до (2) і (3) дорівнює:

Тобто сума падінь напруги на внутрішньому опорі джерела струму і на зовнішньому ланцюзі дорівнює ЕРС джерела. Останній член в цій рівності фахівці називають «напругою на затискачах», оскільки саме його показує вольтметр, що вимірює напругу джерела між початком і кінцем приєднаної до нього замкненого кола. У такому випадку воно завжди менше ЕРС.

До іншому записі формули (3), а саме:

застосовна інше формулювання:

«Сила струму в ділянці ланцюга прямо пропорційна напрузі і обернено пропорційна електричному опору даної ділянки ланцюга. »

Вираз (5) можна переписати у вигляді:

де коефіцієнт пропорційності G названий провідність або електропровідність. Спочатку одиницею виміру провідності був «зворотний Ом» - Mо [3], в Міжнародній системі одиниць (СІ) одиницею вимірювання провідності є сіменс (російське позначення: См; міжнародне: S), величина якого дорівнює зворотному ому.

28. Правила Кірхгофа та їх використання для розрахунку електричних кіл

Пра́вила Кірхгофа визначають метод розрахунку складних розгалужених електричних кіл. Методика розрахунку була вперше описана в 1845 році німецьким фізиком Густавом Кірхгофом.

Правила Кірхгофа є основоположними в електротехніці, а тому в рамках цієї дисципліни їх називають законами Кірхгофа.